球形閃電真的很奇怪。它時而爆炸,時而無聲無息地死去,時而在地上緩慢移動,時而跳躍行走,時而在地面上不高...科學家們多年前就發誓要解開這個謎團,但迄今為止球形閃電仍然籠罩著壹層神秘的光環。
據目擊者介紹,球形閃電的出現通常發生在打雷的時候,持續時間有時可以達到1分鐘。科學家們起初並不相信這些報告,通常將其視為幻覺而不予考慮。然而,越來越多的人可以聲稱親眼見過球形閃電。據粗略統計,近十年來,這個數字已經達到了1萬左右。現在,科學家終於承認這種現象確實存在。英國皇家學會65438+10月刊《自然科學雜誌A》披露了此前未被報道的球狀閃電目擊事件:在美國俄勒岡州,壹個球狀閃電像風壹樣來來去去,在紗門上留下壹個籃球大小的洞,然後直奔地下室,無情地摧毀了壹臺舊烘幹機;壹個俄語老師的經歷更可怕。壹個直徑80厘米的球形閃電在他頭上來回跳躍了20多次後悄然消失。前蘇聯曾有報道稱,壹個球形閃電飛進壹個盛有近7000公斤水的大鍋,水立刻沸騰,球形閃電在大鍋裏呆了10分鐘才熄滅。還有壹次,壹個足球大小的球形閃電,順著街道滾過來,從馬路上跳得不高。它接觸地面時,炸出了壹些半米深、直徑壹米半的坑。最後墜毀,火球鉆入地下。甚至有人懷疑上世紀初俄羅斯通古斯大爆炸的罪魁禍首是球狀閃電。
解釋這些神秘現象非常困難,但科學家們壹直在努力。1955年,前蘇聯物理學家彼得·卡皮查提出球狀閃電可能是由雷暴中產生的電磁幹擾效應等引起的理論;1991年,日本科學家在《自然》雜誌上報告說,他們在實驗中觀察到了壹系列類似於微波幹擾引起的球狀閃電的現象,他們的人造等離子體“火球”也表現出球狀閃電的壹些罕見性質,比如它可以與主氣流反向運動,穿過固體物質而不受其影響。這項研究為卡皮查的理論提供了壹些證據。1996俄羅斯媒體報道,俄羅斯物理學和數學副博士韋杜塔認為,球狀閃電就像壹個雙層的“套娃”木偶(即壹個木偶套著另壹個木偶),其體內充滿了電磁輻射。這些射線擠壓了由等離子體構成的外殼,使等離子體不會相互碰撞,而等離子體外殼就像壹面鏡子,將輻射反射回來。其中等離子體與外界完全隔離,溫度可以超過熱核反應的溫度。這位科學家計算出,壹個直徑為60厘米的白熱“木偶”包含壹個直徑為20厘米的球體,自由懸浮在氣體介質中,可以產生高達50兆瓦的熱功率。
現在的主流理論之壹是新西蘭兩位科學家的解釋。2000年,這兩位科學家在《自然》雜誌上寫道,當土壤遭受雷擊時,含有矽的納米顆粒將被釋放到大氣中,雷擊的能量將以化學能的形式儲存在這些納米顆粒中。當它達到壹定的高溫時,這些粒子會氧化並釋放能量;另壹種理論認為,被閃電電離的氣體與水蒸氣結合形成高溫等離子體球,球上覆蓋著壹層冷等離子體殼,這與上文提到的Veduta理論有些類似。
但是試圖說服這些理論中的壹個來解釋球形閃電的所有故事仍然是不可能的。科學家推測球形閃電可能是許多不同自然效應的產物。他們根據這些假設的函數在實驗室中模擬了微型球形閃電,但與現實世界中的球形閃電相比,它不僅大小相差甚遠,而且存在時間也很短。
球形閃電不僅有趣,還包含許多秘密。這種現象壹旦解決,可能會對人類生活產生深遠的影響。“試圖理解這些事件很重要,”在美國馬裏蘭州研究球形閃電數十年的物理化學家大衛·特納說。他認為,揭開球狀閃電之謎將有助於找到人體自燃等現象的真正原因。更多的科學家認為,研究球形閃電最直接的作用是幫助尋找高效清潔的新能源。
最近,英國皇家學會的科學家在壹份報告中承認,球形閃電在自然界仍然是壹個謎。
報告提出了壹些新的證據,科學家指出解釋這種現象並不容易。球形閃電可以像100瓦的燈泡壹樣發光。它沒有巨大的能量,不輻射熱量,但能熔化玻璃,透過玻璃窗進入室內。
目前最流行的理論是,當土壤中的應時被放電汽化時,會形成球狀閃電,這些應時蒸氣會凝結成細小的塵埃,在空氣中擴散時會保持電荷;灰塵氧化後會形成發光球體。新西蘭坎特伯雷大學的約翰·阿布拉漢森(John Abrahansen)博士指出:“我相信,球狀閃電的奧秘將被引入到與極其細微的粒子發生化學反應的軌道中。”
另壹種解釋是,被閃電電離的空氣與水結合,形成壹個由水和離子組成的熱等離子體球。
但英國科學家認為,現有理論無法解釋球狀閃電之謎,球狀閃電可能是壹系列作用過程的結果。目前,小型球形閃電可以在實驗室中重現,但它比自然界中的球形閃電小得多,存在時間也短得多。
美國馬裏蘭大學物理化學教授大衛·蒂內爾(David Thienel)認為,球形閃電會導致物體的位移,這通常需要額外作用力的作用。亞伯拉罕森博士還認為,類似的化學過程可以導致人體自燃和無法解釋的燃燒。科學家希望全面了解球狀閃電的形成機制。如果自然界中的球狀閃電能夠在實驗室中成功重現,那麽壹種新的高溫化學反應過程的開發有望實現突破。
球狀閃電壹般是直徑為10-20 cm的火球,呈紅色、黃色或橙色。從出現到消失大約需要4-120秒,亮度和大小幾乎不變。球形閃電脾氣古怪。它壹看到裂縫就鉆。它經常從門窗、煙囪甚至裂縫鉆入室內,有時還能以每秒2米左右的速度沿著電線移動並燃燒。它壹般在水平方向運動,有時在空中靜止不動或緩慢著陸。有些球形閃電在移動時仍能旋轉,有些則會反彈。它移動時發出嘶嘶聲,消失時發出巨大的爆炸聲。振動能量足以摧毀普通建築。由於爆炸時空氣發生化學反應,生成了臭氧和壹氧化氮,所以球狀閃電消失後有壹股難聞的氣味。
7月22日,1962,泰山玉皇頂,雷陣雨中。雷電交加中,壹個直徑為15cm的深紅色火球穿過封閉的玻璃縫跑進了房間。它以每秒2-3米的速度在室內撲騰了3-4秒,然後從煙囪裏逃了出來。煙囪的壹角在爆炸中被切斷,房間裏的壹個暖水瓶在氣浪的沖擊下被震碎。7月25日,1981,壹聲驚雷過後,兩個罕見的橙色火球突然呼嘯著從雲端滾了下來。當他們降落在花園裏時,兩個火球相撞,發出壹聲巨響。耀眼的燈光使周圍看起來像白天。
球形閃電是如何形成的?前蘇聯壹位物理學家認為球形閃電是閃電“吹”出來的氣泡。雷暴期間,地球的電場強度增加了1,000倍。它擊中水滴,甚至在水滴周圍形成樹枝狀閃電的強場,使水滴膨脹。然而,這需要某種外來物質,如壹粒灰塵或沙子,才能落入小水滴中。當電流的電阻增加時,水分解成氫和氧。氫和氧燃燒形成火球。如果因為某種原因,火球提前放電,也就是發生了爆炸,當電荷逐漸消失時,火球不知不覺就消失了。如果火球周圍的空氣靜止,幾秒鐘後火球會自行消失。釋放閃電很容易,但不可能摧毀它。人們甚至用槍射擊火球,但火球並沒有爆炸。球形閃電之所以能飛,是因為它的密度接近空氣,可以隨著周圍的空氣移動。所以遇到球形閃電時,站著不動是最安全的。
球狀閃電的機制不同於壹般的閃電。是如何形成的?為什麽是火球形態?火球的能量從哪裏來?球形閃電為什麽會發光很長時間(從幾秒到幾分鐘)?火球的發光機理是什麽?為什麽它能保持球形並移動?為什麽它有時會發出輕微的裂紋,最後消失,但有時會震耳欲聾地爆炸?長期以來,全世界的科學家都在尋找這樣的問題,都無法理解,各種假說也層出不窮。
法國科學家馬季阿薩認為,球狀閃電是大氣中氮和氧的特殊化合物,在普通閃電周圍形成,冷卻後消失。
蘇聯科學家Czerwinski認為,火球是壹種帶有強電的氣體混合物。球體是不穩定的,可以因為各種原因爆炸,但在某些條件下接觸導體時可能會因放電而減弱。
蘇聯科學院地磁、電離層和無線電波傳播研究所的壹些學者認為,球狀閃電是在雨水落入普通閃電槽時產生的,其分子上覆蓋著正離子和負離子,從而形成了壹個非同尋常的外層,即形成了壹個特殊的球殼。
根據已知氣體的性質,有學者判斷球狀閃電消失後的淺棕色煙霧是二氧化氮,而空氣中相當濃烈的清新氣味是臭氧。因此推測球狀閃電可能是由於部分氣體進入臭氧集中區,使臭氧快速分解而形成的。
很多學者認為球狀閃電是等離子體拼圖,是從原子中分離出來的電子和離子的混合物。但這種等離子體在熱核反應時是“冷”的,而不是變得極熱,基本上就像熒光燈裏的氣體壹樣,無法點燃。它只能在氣體放電時產生,雷暴中的閃電就是這樣放電的。普通閃電後或普通閃電邊緣可產生並出現血漿凝塊。在這種情況下,球形閃電會“竊取”普通閃電,並從中獲得產生的電力。